JP2000228866A - Magnet motor - Google Patents

Magnet motor

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JP2000228866A
JP2000228866A JP11063759A JP6375999A JP2000228866A JP 2000228866 A JP2000228866 A JP 2000228866A JP 11063759 A JP11063759 A JP 11063759A JP 6375999 A JP6375999 A JP 6375999A JP 2000228866 A JP2000228866 A JP 2000228866A
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JP
Japan
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drum
fixed
poles
electromagnet
magnet motor
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Application number
JP11063759A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Saburo Miyazawa
三郎 宮澤
Original Assignee
Nihongi Isao
二本木 功
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a magnet motor which eliminates a need of a brush and which reduces the generation of heat, a noise or the like, by a method wherein permanent magnets are buried at specific equal intervals in a rotating disk attached at right angles to a fixed electromagnet, and repulsion and attraction between the electromagnet and the permanent magnets are utilized. SOLUTION: A rotating drum is composed of a shaft 5 which is shaft-supported by inside frame plates 2, 2 and outside frame plates 3, 3 so as to be freely rotatable. In addition, the rotating drum is composed of a pair of disks 6, 6 which come into contact with both ends of the shaft, which are fixed to the shaft 5 and which are turned together with the shaft 5. N-poles 7 and S-poles 7 of four powerful permanent magnets at 4000 gauss or higher are buried alternately at equal angular intervals of 90 deg. on respective opposite faces of the disks 6, 6. The N-poles 7 and the S-poles 7 on the face of the disk on one side are arranged and installed in such a way that their polarities are opposite to those on the face of the disk on the other side. In addition, three pieces each of electromagnets 9 comprising respective cores 8 are fixed to the inside frame plates 2, 2 in such a way that the cores 8 are extended in parallel with the shaft 5 of the drum. At this time, the cores 8 of the electromagnets 9 are arranged at equal angular intervals of 120 deg. on the concentric circle in the same manner as the respective poles of the permanent magnets.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石を使用し
たマグネットモーターに係わるものであり、発熱や騒音
等が発生しないという特性から、電気自動車の動力や自
転車の補助動力用あるいは医療機器用等に好適に用い得
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnet motor using a permanent magnet, which is characterized by not generating heat and noise, and is used for powering an electric vehicle, assisting a bicycle, or for medical equipment. It can be used preferably.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種のマグネットモーターは電
磁石を回転させるものであり、また、そのためにブラシ
等の電極を必要としている。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of magnet motor rotates an electromagnet and requires an electrode such as a brush for that purpose.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】そこで、重量のある電
磁石を回転させることを必要としない、より効率的なマ
グネットモーターが求められており、特に少ない入力電
力で足りる効率の良いモーターで、しかもモーター回路
に発熱等のトラブルが少ないモーターが期待されるとこ
ろである。
Therefore, there is a need for a more efficient magnet motor that does not require rotating a heavy electromagnet. Particularly, a highly efficient motor that requires only a small amount of input power is required. A motor with less trouble such as heat generation in the circuit is expected.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明では、電磁石を固
定し、この固定電磁石に対して直角をなすように取り付
けられた回転円盤上に永久磁石を90゜の等角間隔で埋
め込み、電磁石の鉄心と円盤上の永久磁石との間の反発
と吸引を有効に利用するものである。
According to the present invention, an electromagnet is fixed, and permanent magnets are embedded at 90 ° equiangular intervals on a rotating disk mounted at a right angle to the fixed electromagnet. It effectively utilizes the repulsion and attraction between the iron core and the permanent magnet on the disk.
【0005】また、本発明になるマグネットモーターで
は、ブラシ等の電極を必要とせず、しかも電磁石のコイ
ルをON/OFFするときに発生する逆起電力を利用す
るため、入力電力を通常よりも1/2以下とすることが
できる。
In addition, the magnet motor according to the present invention does not require electrodes such as brushes, and uses the back electromotive force generated when the coil of the electromagnet is turned on / off. / 2 or less.
【0006】更に、この逆起電力は全てモーターの回転
エネルギーに使用されるため、モーター回路に発熱等の
心配がない。また、より高い回転トルクが必要な場合に
は、永久磁石を埋め込んだ円盤からなる回転ドラムと固
定電磁石を水平に追加して連設すれば、回転トルクを増
加させることもできる。以下、添付図面を参照して、本
発明の好適な実施例を説明する。
Further, since all the back electromotive force is used for the rotational energy of the motor, there is no fear of heat generation in the motor circuit. When a higher rotating torque is required, the rotating torque can be increased by horizontally adding a rotating drum made of a disk in which a permanent magnet is embedded and a fixed electromagnet and connecting them. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】本発明のマグネットモーター1を
分解して斜視図で示す図1において、符号2、2は対向
する内枠板であり、3、3は外枠板である。また、4、
4は上下枠板である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1 which is an exploded perspective view of a magnet motor 1 according to the present invention, reference numerals 2 and 2 denote opposed inner frame plates, and reference numerals 3 and 3 denote outer frame plates. Also, 4,
4 is an upper and lower frame plate.
【0008】モーター1の回転ドラムは、内枠板2、2
と外枠板3、3とに回転自在に軸支された回転軸5と、
その両端に接してこの回転軸5に固定されこの軸5と共
に回転する一対の円盤6、6とからなる。この円盤6は
内枠板2と外枠板3とで作られる空間内にあり、その互
いに対面するそれぞれの面上には、図2で明らかに図示
されるように合計4個のそれぞれ4000ガウス以上の
強力な永久磁石のN極7とS極7とが交互に90゜の等
角間隔を置いて埋め込まれており、しかも一方の円盤の
面上のN極とS極は他方の面上のそれと逆の極性となる
ように配設されている。
The rotating drum of the motor 1 has inner frame plates 2 and 2
A rotating shaft 5 rotatably supported by the outer frame plates 3 and 3;
It comprises a pair of disks 6, 6 fixed to the rotating shaft 5 in contact with both ends thereof and rotating together with the shaft 5. This disk 6 is in the space formed by the inner frame plate 2 and the outer frame plate 3 and on each of its opposing surfaces a total of four 4000 Gauss each, as clearly shown in FIG. The N poles 7 and S poles 7 of the above-mentioned strong permanent magnets are embedded alternately at equiangular intervals of 90 °, and the N pole and S pole on one disk surface are on the other surface. It is arranged to have a polarity opposite to that of.
【0009】内枠板2、2には更にそれぞれ鉄心8を有
する3個の電磁石9がそれらの鉄心8がドラムの回転軸
5と平行して伸びるように固定されている。ドラム回転
軸5を中心とする同心円上にある円盤6上の永久磁石の
各極7と同様に、電磁石9の鉄心8は該同心円上で互い
に120゜の等角間隔を置いて配置され(図6参照)、
回転円盤6の永久磁石の各極7と好適には約2〜5mm
の間隔をあけて対面する。なお、この間隔は、大きなト
ルクが必要な場合には狭く、大きな回転数が必要な場合
には広くすればよい。符号11は枠板2、3、4を組み
立てるためのネジである。
Three electromagnets 9 each having an iron core 8 are fixed to the inner frame plates 2 and 2 so that the iron cores 8 extend in parallel with the rotating shaft 5 of the drum. Like the poles 7 of the permanent magnets on the disk 6 which are concentric with the drum rotation shaft 5 as the center, the iron cores 8 of the electromagnets 9 are arranged at an equiangular interval of 120 ° from each other on the concentric circle (FIG. 6),
Each pole 7 of the permanent magnet of the rotating disk 6 and preferably about 2 to 5 mm
Face each other at intervals. The interval may be narrow when a large torque is required, and may be wide when a large number of rotations is required. Reference numeral 11 denotes a screw for assembling the frame plates 2, 3, and 4.
【0010】上述した構成になるマグネットモーター1
の電磁石9は、図3のシステムブロック図に示されるよ
うに、スイッチ12、13を介してDC電源19に電気
的につながり、後述するように印加される。図3中で、
符号11はマグネットモーターの回転ドラム5の回転数
と回転位置とをモニターするためのセンサー(例えばフ
ォトセンサー)で、モニターされた回転数はμ−CPU
14を介して電源19に与えられ、モーターの回転数が
落ちた場合にはDC電源19の電圧を上げ、速過ぎる場
合には同電源19の電源を下げて、このモーターを所定
の回転数に保つものである。図3中の符号15はDC/
ACコンバータであり、符号16はDC/DCコンバー
タである。
[0010] The magnet motor 1 having the above configuration
As shown in the system block diagram of FIG. 3, the electromagnet 9 is electrically connected to a DC power supply 19 via switches 12 and 13, and is applied as described later. In FIG.
Reference numeral 11 denotes a sensor (for example, a photo sensor) for monitoring the rotation speed and the rotation position of the rotating drum 5 of the magnet motor, and the monitored rotation speed is a μ-CPU.
The power is supplied to the power supply 19 via the power supply 14, and when the rotation speed of the motor decreases, the voltage of the DC power supply 19 is increased. To keep. Reference numeral 15 in FIG.
Reference numeral 16 denotes an AC converter, and reference numeral 16 denotes a DC / DC converter.
【0011】上記したスイッチ12をONにし、スイッ
チ13がOFFであると、図4に示される電源ループに
おいて電流17が流れて、磁力はS極が発生する。そし
て、スイッチ12をOFFにすると、その瞬間に逆起電
力が発生し、逆起電力充電回路のコンデンサー20に充
電される。次に、スイッチ13をONにすると、逆起電
力充電回路から電流18が流れる。この時の磁力は、N
極が発生する。
When the switch 12 is turned on and the switch 13 is turned off, a current 17 flows in the power supply loop shown in FIG. 4 and an S pole is generated in the magnetic force. When the switch 12 is turned off, back electromotive force is generated at that moment, and the capacitor 20 of the back electromotive force charging circuit is charged. Next, when the switch 13 is turned on, a current 18 flows from the back electromotive force charging circuit. The magnetic force at this time is N
Poles occur.
【0012】このように、電流方向を図5に示されるタ
イムチャート(図中の数字はドラム5の回転角度を示
す)に従ってフォトセンサー11によってモニターされ
るところにより、固定電磁石9の極性と回転ドラム5の
円盤上の永久磁石7の極性とのバランスがとれる数ms
手前で間欠的に変え、N/S極を発生させるのである。
As described above, the direction of the current is monitored by the photo sensor 11 in accordance with the time chart shown in FIG. 5 (the number in the figure indicates the rotation angle of the drum 5). 5ms to balance with the polarity of permanent magnet 7 on disk 5
It changes intermittently in front and generates an N / S pole.
【0013】このようにすると、図6(a)〜(e)に
示されるように、電磁石9と永久磁石7の極性間の反発
と吸引作用によって、マグネットモーターの回転ドラム
5は図6中で時計方向に回転する。回転ドラム5の相対
する円盤6、6上の永久磁石7の相対的な位相を変える
ことによって、ドラムの回転方向を反時計方向とするこ
とは容易なところである。
In this way, as shown in FIGS. 6A to 6E, the rotating drum 5 of the magnet motor is moved in FIG. 6 by the repulsion and the attraction between the polarities of the electromagnet 9 and the permanent magnet 7. Rotate clockwise. It is easy to change the rotation direction of the drum to the counterclockwise direction by changing the relative phase of the permanent magnets 7 on the disks 6, 6 of the rotating drum 5.
【0014】上記の如く作用する本発明になるマグネッ
トモーターは、試験により入力100W前後で回転を続
けた。
The magnet motor according to the present invention which operates as described above continued to rotate at an input of about 100 W in tests.
【0015】なお、モーターのトルクを上げるために、
図7の如く横方向のドラムの円盤6と電磁石9を迫加す
ることにより、所望のトルクを得ることができる。
In order to increase the motor torque,
As shown in FIG. 7, a desired torque can be obtained by pressing the disc 6 and the electromagnet 9 of the horizontal drum.
【0016】[0016]
【発明の効果】本発明のマグネットモーターは、前述の
ようにブラシ等の電極を必要とせず、しかも電磁石のコ
イルをON/OFFするときに発生する逆起電力を利用
するため、入力電力を通常よりも1/2以下とすること
ができ、しかもこの逆起電力は全てモーターの回転エネ
ルギーに使用されるため、モーター回路に発熱等の心配
がなく、騒音等の発生もない。さらに、電磁石に対する
ドラムに埋め込まれた永久磁石の配置が直角となってい
るので、最大のトルクを得ることができ、従ってこのよ
うな特性から電気自動車の動力や自転車の補助動力用あ
るいは医療機器用、その他種々の用途に利用可能であ
る。
As described above, the magnet motor of the present invention does not require an electrode such as a brush, and uses the back electromotive force generated when the coil of the electromagnet is turned on / off. The back electromotive force is used for the rotation energy of the motor, so that there is no concern about heat generation in the motor circuit and no generation of noise or the like. Further, since the arrangement of the permanent magnet embedded in the drum with respect to the electromagnet is at a right angle, the maximum torque can be obtained. Therefore, from such characteristics, it is used for electric vehicle power, bicycle auxiliary power or medical equipment. And various other uses.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明のマグネットモーターの一実施例を示す
分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing one embodiment of a magnet motor of the present invention.
【図2】図1に示されるマグネットモーターの説明的な
平面図である。
FIG. 2 is an explanatory plan view of the magnet motor shown in FIG.
【図3】本発明のマグネットモーターを作動させるため
の、特に電源に関するシステムブロック図である。
FIG. 3 is a system block diagram relating to a power supply for operating the magnet motor of the present invention.
【図4】本発明のマグネットモーターの一部をなす固定
電磁石への電流の流れを示す説明的な回路図である。
FIG. 4 is an explanatory circuit diagram showing a current flow to a fixed electromagnet which forms a part of the magnet motor of the present invention.
【図5】本発明のマグネットモーターの一部をなす回転
ドラムの回転角度と関連して固定電磁石への電流の流れ
を変えるタイミングを示す説明的なチャートである。
FIG. 5 is an explanatory chart showing a timing of changing a current flow to a fixed electromagnet in relation to a rotation angle of a rotating drum forming a part of the magnet motor of the present invention.
【図6】(a)〜(e)はそれぞれ固定電磁石の磁力の
変化と、この変化によって回転する回転ドラム上の永久
磁石との関係を経時的に示す説明図である。
6 (a) to 6 (e) are explanatory diagrams showing the relationship between the change in the magnetic force of the fixed electromagnet and the permanent magnet on the rotating drum rotated by the change over time.
【図7】本発明のマグネットモーターの他の実施例を示
す説明的な平面図である。
FIG. 7 is an explanatory plan view showing another embodiment of the magnet motor of the present invention.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1−マグネットモーター 2−内枠板 3−外枠板 4−上下枠板 5−回転ドラムの回転軸 6−回転ドラムの円盤 7−回転ドラムの円盤上の永久磁石 8−固定電磁石の鉄心 9−固定磁石 10−ネジ 11−フォトセンサー 12−スイッチ 13−スイッチ 14−μ−CPU 15−DC−ACコンバーター 16−DC−DCコンバーター 17−電流の流れ 18−電流の流れ 19−DC電源 20−コンデンサー 1-Magnet motor 2-Inner frame plate 3-Outer frame plate 4-Upper and lower frame plates 5-Rotating axis of rotating drum 6-Rotating drum disk 7-Permanent magnet on rotating drum disk 8-Iron of fixed electromagnet 9- Fixed magnet 10-Screw 11-Photo sensor 12-Switch 13-Switch 14-μ-CPU 15-DC-AC converter 16-DC-DC converter 17-Current flow 18-Current flow 19-DC power supply 20-Capacitor
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成11年5月12日(1999.5.1
2)
[Submission date] May 12, 1999 (1999.5.1
2)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All figures
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図3】 FIG. 3
【図4】 FIG. 4
【図5】 FIG. 5
【図1】 FIG.
【図2】 FIG. 2
【図6】 FIG. 6
【図7】 FIG. 7

Claims (5)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 回転軸とこの回転軸に対して直角かつ互
    いに間隔を置いて固定された一対の円盤とを有するドラ
    ムと、このドラムの一対の円盤の間でドラムの回転軸と
    平行する鉄心を有する複数の固定電磁石とからなり、ド
    ラムの一対の円盤の相対する面上には間隔を置いてN極
    とS極が交互にかつ両円盤の面上のN極とS極が相反す
    るように配置された永久磁石が埋め込まれてなり、固定
    電磁石の間欠的な印加による固定電磁石の鉄心とドラム
    円盤の面上の永久磁石の極性間の反発と吸引によってド
    ラムを回転するようにしたことを特徴とするマグネット
    モーター。
    1. A drum having a rotating shaft and a pair of disks fixed to the rotating shaft at right angles to and spaced from each other, and an iron core parallel to the rotating shaft of the drum between the pair of disks of the drum. And a plurality of fixed electromagnets having N poles and N poles and S poles alternately spaced on opposite surfaces of a pair of disks of the drum, and N and S poles on the surfaces of both disks are opposite to each other. The permanent magnet placed in the fixed electromagnet is embedded and the drum is rotated by repulsion and suction between the core of the fixed electromagnet and the polarity of the permanent magnet on the surface of the drum disk by intermittent application of the fixed electromagnet. Features a magnet motor.
  2. 【請求項2】 3個の固定電磁石がそれらの鉄心が互い
    に120゜の角間隔を置くように固定され、かつドラム
    の各円盤上の永久磁石が4個であり、それらが互いに9
    0゜の等角間隔で配置されてなる請求項1記載のマグネ
    ットモーター。
    2. Three fixed electromagnets are fixed such that their iron cores are spaced 120 ° apart from each other, and there are four permanent magnets on each disk of the drum, which are 9
    2. The magnet motor according to claim 1, wherein the magnet motors are arranged at equal angular intervals of 0 °.
  3. 【請求項3】 前記固定電磁石の間欠的な印加後の電磁
    石への入力電力のOFFによって生じる逆起電力を充電
    回路に充電し、この逆起電力を固定電磁石の次の間欠的
    な印加時に用いる請求項1又は2記載のマグネットモー
    ター。
    3. A charging circuit is charged with a back electromotive force generated by turning off the input power to the electromagnet after the intermittent application of the fixed electromagnet, and the back electromotive force is used at the next intermittent application of the fixed electromagnet. The magnet motor according to claim 1.
  4. 【請求項4】 ドラムの回転数をモニターするためのセ
    ンサーを設け、モニターされた回転数によってDC電源
    の電圧を上下するようにした請求項1、2又は3記載の
    マグネットモーター。
    4. The magnet motor according to claim 1, further comprising a sensor for monitoring the number of revolutions of the drum, wherein the voltage of the DC power supply is increased or decreased according to the monitored number of revolutions.
  5. 【請求項5】 前記ドラムの回転軸に更に一または複数
    の追加のドラムを連装し、この追加ドラムに対応する固
    定電磁石を追加して設けてなる請求項1、2、3又は4
    記載のマグネットモーター。
    5. The apparatus according to claim 1, wherein one or more additional drums are further connected to the rotating shaft of the drum, and a fixed electromagnet corresponding to the additional drum is additionally provided.
    The described magnet motor.
JP11063759A 1999-02-03 1999-02-03 Magnet motor Pending JP2000228866A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009118705A (en) * 2007-11-09 2009-05-28 Torimoto Toshio Magnetism rotating apparatus and power conversion system using it
KR100956929B1 (en) 2008-10-14 2010-05-11 김용태 electric power device

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